Unafikiri una kasi, unajua unaweza kuwa na kasi zaidi, lakini ni kasi gani ya haraka iwezekanavyo kimwili? Tumegundua
Hapo ulipo, unakimbia kwa kasi kama vile maisha yako yalitegemea. Ukiwa umeinama juu ya paa, vifundo vyeupe vinashika matone, unatazama chini kwenye kompyuta yako ya baiskeli na unaona kielelezo kinabofya hadi 70kmh. Ndio, unaruka kweli sasa. Lakini kabla ya kupata kasi zaidi, alama ya barabarani inaashiria makutano mbele na unaminya breki ili kukusimamisha kwa usalama.
Lakini vipi ikiwa makutano hayo hayakuwepo? Je, kama hakungekuwa na vizuizi au miindo au mbwa waliokuwa wakirandaranda barabarani, na mteremko ulikuwa mrefu na laini na mwinuko uwezavyo?
Ungeweza kwenda kwa kasi gani basi? Hebu tuanze kujibu swali hilo kwa kuangalia ni nini kinakuzuia.
Maisha ni buruta
‘Hiyo itakuwa kasi ya mwisho,’ anaeleza Rob Kitching, mwanzilishi wa mavazi ya mtandaoni ya aerodynamic Cycling Power Lab. ‘Kwa upande wa uendeshaji baiskeli, hapa ndipo mahali ambapo nguvu za pamoja za kusimamisha za aerodynamic drag and rolling resistance zinalingana na nguvu zinazotolewa na mvuto na pato la nishati.’
Je, uzito wa athari hutegemea ukali wa mteremko. 'Ukiweka mteremko kuwa usio na mwisho - kwa maneno mengine, ukuta - hakutakuwa na mzigo kwenye matairi au muundo wa baiskeli,' asema Ingmar Jungnickel, mhandisi wa R&D wa Maalumu.
‘Hiyo kwa ufanisi inaweza kufanya zote mbili kuwa zisizohitajika na ungekuwa unaruka angani.’
Au kitaalamu zaidi ‘kuruka kwa kasi angani’, ambapo lengo ni kufikia na kudumisha kasi ya juu zaidi ya kituo. Mwangushe mwanadamu kutoka kwa tumbo la ndege chini na atafikia kasi ya hadi 200kmh; kichwa kwanza na tunazungumza 250-300kmh; kichwa kwanza na kuvaa mavazi maalum yaliyorekebishwa huruhusu kasi ya hadi 450kmh.
‘Lakini hiyo si kuendesha baiskeli, kwa hivyo tupuuze hilo na tutumie barabara halisi,’ anaendelea Jungnickel. Ikichanganua mitaa ya ulimwengu, Mtaa wa Baldwin huko Dunedin, New Zealand, unashikilia heshima ya kutiliwa shaka ya kuwa barabara yenye mwinuko zaidi kwenye sayari ya 35-38°, kulingana na unayeamini.
'Kwenye mteremko wa barabara hii - lakini ilirefushwa zaidi ya umbali wake wa 350m - ikizingatiwa hali tulivu na pato la umeme la wati 400, mpanda farasi katika nafasi ya barabara anaweza kufikia 89.48mph [kmh 144],' anasema Jungnickel.
Hiyo ni kasi, lakini bado karibu 80kmh ya rekodi ya dunia ya kasi ya kuteremka, iliyowekwa mwaka jana na Mfaransa Éric Barone alipofikisha kilomita 223.3 kwenye njia ya kasi ya Chabrières iliyofunikwa theluji katika Milima ya Alps ya Ufaransa mwaka wa 2015.
Kwa hivyo labda ili kupunguza upinzani wa kusonga mteremko wetu unapaswa kuwa na jukwaa la barafu? Si lazima, kulingana na Jungnickel. ‘Kwa kasi hizi, upinzani wa hewa ni karibu 99.5%.’
Hiyo inalinganishwa na karibu 50% unapoendesha kwa 12kmh. Ustahimilivu wa hewa huongeza kasi unayoendesha, kwa hivyo ni mbinu gani zinazopaswa kutumiwa na mwendesha baiskeli wetu wa kuwaziwa ili kufikia kasi ya juu zaidi na kupinga upinzani wa hewa?
Ishikilie hewani
‘Kwa hakika nafasi ni muhimu,’ anasema Jungnickel. ‘Kwa hivyo nilifanya hesabu na mpanda farasi aliyeboreshwa katika nafasi ya majaribio ya muda na, kwa kutumia mlinganisho wetu wa Baldwin Street uliorefushwa, mendesha 400W angeweza kufikia 200mph [322kmh].’
Jungnickel anaposema kuwa tumeimarishwa, anazungumzia menyu kamili ya aerodynamic. Hiyo ina maana kofia ya chuma yenye tone la machozi na nafasi inayoona mkia wa kofia hiyo ukitiririka kwa kawaida hadi kwenye mgongo laini, uliolainishwa.
Suti ya ngozi inayobana pia ni lazima ili kupunguza upinzani wa hewa.
‘Kwa kweli, hili ni muhimu,’ anasema Rob Lewis wa mtaalamu wa mienendo ya kiowevu cha komputa TotalSim. 'Aina ya nyenzo, uwekaji wa mshono na matibabu ya uso yote hufanya tofauti kubwa. Unaweza kuwa unazungumza tofauti ya 12-15% ya kuvutana kati ya suti nzuri na mbaya.’
Lewis pia anapendekeza kwamba kuinua soksi zako kadiri inavyowezekana kuna ufanisi zaidi wa aerodynamic kuliko buti, huku mshiko mwembamba kwenye viendelezi hivyo vya aerobar utapunguza buruta pia.
Ungependa pia mirija yenye umbo la matone ya machozi kwa sababu, kama ilivyo hapo juu, inasaidia kupunguza utendakazi mwenza wa uvutaji wa aerodynamic (CdA). Hii inashughulikia utelezi na ukubwa wa kitu pamoja na eneo lake la mbele.
Fizikia inasema kuwa kitu chenye ufanisi mwenza wa buruta wa sufuri hakiwezi kuwepo Duniani - kila kitu kina aina fulani ya buruta - lakini nambari zinaweza kuwa za chini sana.
Nchi za umbo la machozi kwenye baiskeli ya juu, kwa mfano, zinaweza kusajili nambari ya 0.005. Hiyo ni anga nzuri.
CdA mifano ya wasomi wanaotumia baa zenye umbo la anga wanaweza kuja katika alama ya 0.18-0.25, dhidi ya 0.25-0.30 ya mwanariadha mahiri.
Nambari hii inakuwa muhimu zaidi inapolinganishwa na pato la nishati. Wakati Tony Martin bingwa wa Ujerumani alishinda Mashindano ya Dunia ya Majaribio ya Muda ya 2011 huko Copenhagen, nguvu zake na mvutano wa aerodynamic (unaoonyeshwa kama wati/m2 CdA) ulihesabiwa kuwa 2, 089.
Hii ikilinganishwa na 1, 943 ya Bradley Wiggins katika nafasi ya pili na 1, 725 ya Jakob Fuglsang katika nafasi ya 10.
‘Waendeshaji wote wanaweza kufanya kazi ili kuboresha takwimu hii,’ anasema Kitching. ‘Lakini pia muhimu sana kwa kasi ya juu ni msongamano wa hewa, ambao ni wazi kuwa hauwezi kudhibitiwa.’
Inakuja kwa hewa
Katika usawa wa bahari na kwa 15°C, msongamano wa hewa ni karibu 1.225kg/m3. Hata hivyo, vipengele kama vile halijoto, shinikizo la kibaolojia, unyevunyevu na mwinuko huathiri msongamano wa hewa, huku msongamano ukipungua jinsi ulivyo juu zaidi.
‘Ndiyo maana waendeshaji kama vile Sam Whittingham wanaruka juu wanapojaribu kuvunja rekodi za kasi ya ardhini zinazoendeshwa na binadamu,’ anaongeza Lewis.
Na kwa nini Felix Baumgartner alielea hadi kwenye anga nyembamba ya stratosphere aliporuka hadi 1, 342kmh nyuma mwaka wa 2012.
Mkanada Whittingham amepiga kasi ya ajabu ya kilomita 132.5 kwenye gorofa, ingawa hiyo bado inafedhehesha rekodi ya dunia ya kasi inayoendeshwa na binadamu, iliyorekodiwa na mwananchi Todd Reicart Septemba mwaka jana.
Reicart aliwaacha wengine katika kuamka kwake, akitumia kasi ya juu ya 137.9kmh. Tunasema ‘mengine’ kwa sababu Reicart alisajili kasi hiyo katika Shindano la Kasi ya Dunia ya Human Powered kwenye State Route 305 nje kidogo ya Battle Mountain, Nevada.
Ilikuwa mwaka wa 16 mfululizo kwa shindano hilo kufanyika huko Nevada, na hiyo ni chini ya mambo mawili muhimu: ni 1, 408m juu ya usawa wa bahari hivyo msongamano wa hewa ni mdogo na kozi hutoa eneo la kuongeza kasi la 8km inayoongoza kwa mtego wa kasi wa mita 200.
Wote wawili walisaidia kasi ya juu zaidi ya Reicart, kama vile gari lake - baiskeli ya nyuma iliyofunikwa na maonyesho. ‘Nimefanya mahesabu zaidi ya Mtaa wa Baldwin,’ asema Jungnickel, ‘na kwa baiskeli yenye usawa kamili, kasi ya mwisho itakuwa 369mph [594kmh].’
Ingekuwa juu zaidi ikiwa ungeweza kufanya kitu kuhusu matairi, huku Jungnickel akisema kuwa tairi huburuzwa zaidi na kutoa nje kuliko chombo chote.
‘Pia, katika utokaji wa nguvu za juu sana, hatimaye utakumbana na kiwango cha juu zaidi ambacho matairi yangeweza kupata, ambayo ni kazi ya kupunguza nguvu,’ asema.
‘Basi utafikia samaki-22. Unaweza kuongeza waharibifu ili kuongeza nguvu ya chini, ambayo inaongeza kuvuta, ambayo itahitaji nguvu zaidi tena (na kadhalika). Zaidi ya hili, siamini kuwa wasiwasi wowote wa kimuundo unaweza kuwa sababu kwani unaweza tu kujenga baiskeli imara zaidi na nyenzo zaidi.’
Hapo umeipata. Ili kufikia kasi yako ya juu ya takriban 600kmh, mwagize Graeme Obree akutengenezee baiskeli ya anga ya Beastie, kuelekea New Zealand, liombe baraza la Dunedin kupanua Mtaa wa Baldwin hadi urefu wa takriban 10km na kuzalisha umeme sawa na Tony Martin. Rahisi…
